數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)工程師考試：數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)

      數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)不同于一般文件系統(tǒng)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)是各種記錄型之間彼此有聯(lián)系，數(shù)據(jù)是結(jié)構(gòu)化的。數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)不僅涉及每種記錄型的記錄如何存儲(chǔ)，而且要使數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)反映各種記錄型之間的聯(lián)系。在DB多級(jí)模式中引入內(nèi)模式(存儲(chǔ)模式)的主要目的是使模式的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的描述同它的存儲(chǔ)表示的描述分開，以致DBA為了協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)庫(kù)性能而對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)方法進(jìn)行修改時(shí)，可不必修改模式，以提高數(shù)據(jù)庫(kù)的物理獨(dú)立性。在各個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)中，對(duì)內(nèi)模式的定義功能各不相同。在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)中有些DDL語(yǔ)句可影響數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。在DBMS中各級(jí)模式的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)是恒定的或，而數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容(或其記錄)的存儲(chǔ)方式是不。數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的好壞直接影響系統(tǒng)的性能。在存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中主要是涉及存儲(chǔ)記錄的設(shè)計(jì)。存儲(chǔ)記錄與概念記錄之間具有對(duì)應(yīng)關(guān)系，如果存儲(chǔ)記錄與概念記錄之間具有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，在這種情況下存儲(chǔ)記錄的設(shè)計(jì)就比較簡(jiǎn)單，不需要進(jìn)一步討論。概念記錄是指在邏輯結(jié)構(gòu)中的記錄。但當(dāng)一個(gè)概念記錄對(duì)應(yīng)多個(gè)不同類型的存儲(chǔ)記錄時(shí)，存在如何設(shè)計(jì)存儲(chǔ)記錄的問(wèn)題。對(duì)于這樣的概念記錄，其存儲(chǔ)記錄可以有以下幾種設(shè)計(jì):

    1.順序組織

      將存儲(chǔ)記錄設(shè)計(jì)成與概念記錄一一對(duì)應(yīng)，按SNO大小(或按記錄到來(lái))的順序?qū)⒂涗浗M成一個(gè)順序組織的文件。這樣組織的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是會(huì)浪費(fèi)存儲(chǔ)空間。

    2.順序帶鏈的組織

      順序帶鏈組織允許記錄中帶有指針(Pointer)，這樣可以大大節(jié)省存儲(chǔ)空間。

  3.帶次關(guān)鍵字索引的順序組織

      為了適應(yīng)對(duì)多項(xiàng)內(nèi)容的檢索，可以建立索引文件，上述組織可改為帶次關(guān)鍵字索引的順序組織。

    4.多表組織

      在次關(guān)鍵字索引中，由于一個(gè)次關(guān)鍵字值對(duì)應(yīng)于多個(gè)記錄值，它們的個(gè)數(shù)是不固定的，所以對(duì)應(yīng)的指針數(shù)目是可變的。這種可變性給管理帶來(lái)困難，為了解決這個(gè)困難，引入了多表組織。多表組織的實(shí)現(xiàn)思想比較簡(jiǎn)單，在索引中多個(gè)指針?lè)稚⒋娣旁诿總€(gè)記錄值中，索引項(xiàng)中的指針指向第一個(gè)記錄，在第一個(gè)記錄中的指針指向第二個(gè)記錄等等。

    5.完全倒排組織

      在一個(gè)記錄型中，對(duì)主關(guān)鍵字以外的數(shù)據(jù)項(xiàng)都建立索引，這樣的組織稱之為完全倒排組織。

    6.Hash定址組織

      對(duì)于每一個(gè)存儲(chǔ)記錄值存放在數(shù)據(jù)庫(kù)的什么地方，可通過(guò)對(duì)該記錄的主關(guān)鍵字值的雜湊函數(shù)計(jì)算得出。這種組織為Hash定址組織。雜湊函數(shù)種類很多，如質(zhì)數(shù)除余法、基數(shù)轉(zhuǎn)換法、平方取中法、折疊法、位移法及各位數(shù)字分析法等等。關(guān)鍵是如何選擇一個(gè)雜湊函數(shù)，盡可能避免發(fā)生碰撞。對(duì)于不同的主關(guān)鍵字值通過(guò)計(jì)算而得到同一個(gè)地址的映象，稱之為碰撞。

    7.聯(lián)系的存儲(chǔ)

      在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中，通過(guò)外來(lái)關(guān)鍵字(ForeignKey)來(lái)表示概念記錄之間的聯(lián)系。例如，為了表達(dá)學(xué)生和學(xué)校的聯(lián)系，可以在學(xué)生記錄中增加外來(lái)關(guān)鍵字“學(xué)校號(hào)”來(lái)表示聯(lián)系。

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